NGAD战斗机的定向能武器：新细节和老问题

诺斯罗普·格鲁曼公司的激光武器 NGAD 战斗机的概念

为了美国空军的利益，正在开发一种有前途的下一代战斗机下一代空中优势（NGAD）。 作为该项目的一部分，计划实施一些新的想法和技术，在这些想法和技术的帮助下，可以提供优于任何现有技术的优势 航空 技术。 特别是创建和实施所谓的可能性。 武器 关于新的物理原理或“定向能量”系统。

未来的技术

过去几年，NGAD项目一直处于研究和初步设计阶段。 今年，未来战斗机的全面开发已经开始。 出于显而易见的原因，该项目的几乎所有细节都保持机密； 甚至未来飞机的大致外观也不得而知。 但是，它的一些功能已经被揭示。

据报道，NGAD是一种隐形超音速战斗机。 它的主要任务是争夺制空权，但也可以执行其他任务，例如拦截敌机或攻击地面目标。

NGAD外观的另一个版本。 洛克希德马丁公司

提出了航空电子领域和相关机会的根本性新解决方案。 因此，根据作战任务的特点，飞机将能够在飞行员的控制下或以无人驾驶模式运行。 此外，还提供了最广泛的交流机会：战斗机将相互交流，并与其他作战单位互动，包括。 与无人机。

军备综合体

披露了一些客户和行业在军备方面的计划。 因此，在第一阶段，NGAD 战斗机将配备导弹和炸弹。 此类武器的命名将根据飞机出现时的军火库内容确定。 与现代第 5 代战斗机一样，有前途的 NGAD 将在内部货舱内携带此类武器。

官方报告多次提到使用“定向能量”武器的基本可能性。 战斗激光和“微波枪”属于这一类。 不排除在中长期内，将创建适合安装在飞机上的这种尺寸和重量有限的复合体。

到目前为止，战斗激光器和“微波枪”正在飞机保护的背景下开发。 具有这种手段的机载防御系统将有可能压制敌方系统，并有效地应对空对空或地对空导弹，无论其制导方法如何。 将来，可能会出现能够击中飞机和地面设备的类似综合体。

2013 年激光武器计划美国国防部图形

新细节

最近，发布了有关为美国空军开发“基于新物理原理的武器”的新信息。 The Drive / The War Zone 利用信息自由法获得了关于 故事 空战空军司令部 (AAC) 2014-16 事实证明，在此期间，司令部对新武器表现出极大的兴趣，甚至收到了一些成果。

据悉，2014-15年。 AAC 的注意力被 DARPA 领导的定向能武器的最新发展所吸引。 该司令部研究了现有的发展并评估了它们在作战航空背景下的潜力。

根据文件的公开部分，自保护高能激光演示器（SHIELD）计划吸引了司令部的兴趣，该计划自 2013 年起在 DARPA 机构的领导下开发。其目标是创建一个集装箱式激光防空系统，用于安装在现有和先进的飞机上。

2014-15年度AAC 和 AFRL 代表开会讨论 SHIELD 计划的各个方面。 同时，司令部的注意力被吸引到后者框架内的两个项目上。 其中第一个是机密的，未在文件的公开版本中提及，第二个是用于未来空中优势的高能激光（HEL-FAD）。 AAC 想了解 HEL-FAD 的所有细节，并要求提供有关其失败原因的信息。

带有战斗激光的悬挂容器的布局。 美国国防部摄

奇怪的是，在解密期间，空战司令部对现有项目感兴趣，但没有推出自己的项目。 这样的项目很可能确实开始了，但它开始的时间较晚，在 2016 年之后。到那时，瑞声科技可以探索所有可用的机会，得出结论并制定自己的职权范围。

在激光武器的背景下，The Drive / The War Zone 还引用了 2013 年 AFRL 演示文稿中的一张解密幻灯片。这表明实验室将在 2016 年对功率为数十的未来飞机激光技术演示器进行地面测试千瓦。 2022 年，计划将这种系统转移到空中平台并进行飞行测试。 2029年后，有望出现功率超过100千瓦的新一代激光器并进入测试阶段。 用于第 6 代战斗机。

这两种航空激光系统都被指定为打击各种类型导弹的手段：防空、空对空或空对地航空。 没有提到 2013 年打击更复杂的目标。

有着对未来的愿景

美国空军对“定向能武器”的兴趣早已为人所知。 根据他们的命令，开发了几个不太成功的项目。 现在众所周知，空军正在认真研究为战术航空制造战斗激光器的可能性。 此外，有理由相信他们几年前并没有停留在研究上，而是启动了一个成熟的项目。

洛克希德马丁公司的替代 NGAD

电磁武器的情况看起来不同。 各种“微波枪”已经在野外条件下进行了测试。 就目前所知，用于战斗机的小型系统尚未创建和/或尚未进行测试。 不排除航空“炮”项目遇到困难。 或者空军根本不认为这个方向很有希望，因此更加关注激光。

根据大约十年前的工作时间表，到 2022 年，AFRL 和盟国必须制造一种适合安装在战术飞机上的有限功率战斗激光器。 美国工业的类似成功尚未见诸报道。 甚至没有间接证据表明获得这样的结果，或者至少接近它们。

研究实验室和 DARPA 项目可能遇到了一些困难，不得不修改工作计划。 由作战司令部委托的假想激光项目，如果存在的话，也应该处于早期阶段之一，装有不寻常武器的集装箱不太可能准备好进行全面的飞行试验。

还应该指出的是，空军的战斗激光项目仍然以一定的谦虚而著称。 我们只谈论与不同类型导弹的斗争。 在足够功率的激光的帮助下，建议抑制或“烧毁”红外寻的头或损坏导弹结构。 更复杂的目标，如飞机或各种地面物体，仍计划留给传统武器——导弹和炸弹。

来自美国空军的 NGAD 概念。 关键组件被标记。 美国国防部图形

显然，众所周知的因素会干扰增加激光的功率并扩大要命中的目标列表。 因此，在战术航空中的使用对尺寸和重量以及战斗激光的功耗施加了限制。 同时，它必须具有至少几十千瓦的辐射功率。 显然，还没有人能够创造出具有这种特性比率的激光系统。 在可预见的未来，是否有人能够做到这一点尚不得而知。

不确定的日期

根据近年来的说法，NGAD战斗机将在本世纪下半叶进行测试。 不迟于三十年代初，部队期望这种类型的系列设备。 是否有可能满足这些最后期限是未知的。 同时，可以预见的是，在作战的早期阶段，这样的战斗机确实不会从根本上获得新的武器。

近年来，美国工业在“定向能”武器领域取得了一些进展，但尚未创造出适合战术飞机全面使用的系统。 此外，目前只为它创建防御系统。 这些项目将在多长时间内完成尚不清楚。 建立用于作战飞机或地面目标的成熟作战系统也存在问题。 然而，五角大楼仍然保持乐观，并将解决所有这些问题。

Comments

[来自Android的Lech。]

它将给予我的幻想......直到能够在最短的时间内向发射器积累和输送大量能量的大容量能源的问题得到解决，战斗激光的问题将无法解决。
这是物理和化学，它们的规律是无法绕过的。

[贝亚德]

Quote：来自Android的Lech。

直到解决了能够在最短的时间内向发射器聚集和输送大量能量的大容量能源的问题，战斗激光的问题才得以解决。

有了足够动力的船上实际能量来源，一切都或多或少地清楚了（最近），这是在涡喷轴上使用过大扭矩，这不会影响牵引特性，但可以产生巨大的动力在船上。 是的，发电机会有重量，它是铜和铁锚，但如果你在船上需要大量的能量，那么这种方式是最直接和最简单的（不是从技术角度，而是从基本角度） . 但问题在于电容器中产生的能量的积累及其重量和尺寸参数。 这一切都必须考虑。 但是，如果这款游戏被证明是物有所值（在美国，他们认为它是这样的），那么激光作战系统在军用航空中的出现可能在 10 年内出现。 如果你这样做，当然。
在美国，他们这样做并调用这样的术语。

Quote：维克多维克多

距离 100 公里的激光辐射点直径至少为 20 米，在 1 cm2 区域内，总激光源能量为 1 MJ 的能量密度将小于 0,1 J/cm2 . 这太少了 - 为了击中火箭（在其中创建一个 1 cm2 的孔，对其减压），需要超过 1 kJ / cm2 “......

当然，大气条件下的战斗激光将无法远距离击中目标——介质的散射和吸收并没有消失，也不会消失。 机上此类装置的目的可以精确地用于攻击导弹的防御功能，从短距离拦截导弹防御系统并在近距离战斗中使用它来对抗敌方战斗机（而不仅仅是）。 因此，发射器必须随着目标的捕获和跟踪而旋转。 两件 - 驾驶舱后面和飞机腹部下方。
不仅战斗机，轰炸机，甚至侦察机和运输机都可以成为此类武器的载体……如果事实证明在经济和战术上是合理的。
目前尚不清楚我国是否正在开展此类工作，但我希望如此。

[维克多维克多]

...“技术原因（根据来源 - Zarubin P.V. “Akademik Basov ...”）在于，在微米波长的激光辐射下，实际上不可能将光束聚焦在相对较小的区域上。也就是说, 如果目标距离超过 100 公里，则由于散射而在大气中的光学激光辐射的自然角发散度为 0,0001 度。这是在西伯利亚分部的大气光学研究所建立的苏联科学院，专为确保制造激光武器计划的实施而创建。托木斯克，由 V.E. Zuev 院士领导，随后 100 公里处的激光辐射点的直径至少为20 米，在 1 cm2 区域内，总激光源能量为 1 MJ 的能量密度将小于 0,1 , 2 J / cm1 这太少了——为了击中火箭（在2 cm1，减压），需要超过 2 kJ / cmXNUMX “...
光束是线性传播的，从这里大家可以算出10km、20km的光斑大小，估计出能量集中度。 大气的物理特性使这一原理在弹药销毁方面死气沉沉。 可能会损坏光学元件。

[科托菲奇]

“光学激光辐射的角度发散” 光学 - 是的。 但可能还有其他类型的辐射。 （我不是专家）

[希特里·朱克]

Quote：维克多维克多

光束是线性传播的，从这里每个人都可以计算出每10公里光斑的大小

2米？
5公里的米？
要么有不同的激光器（但它们都会“发散”），要么通常无法使用。

[艾维斯]

即使这些是真实数据，它们也只是针对一个波长，并且在大气的“透明窗口”之外。

[尼古拉耶维奇一世]

玛达……！ 所以，从第一杯你就不会明白……美国是在模仿轰轰烈烈的活动还是真的在“沸腾”！ 一方面，有很多钱和工程师，就像西伯利亚针叶林中的蚊子......为什么不让我们烦恼的新爬行动物（NGAD，New GAD......）玩得开心？ 另一方面，我们记得那些以 2 英里射程的“火炮”和 EM 枪的形式未能让我们幸福的“死亡投影仪”，再加上 XNUMX 束 X 射线战斗激光！

[冷风]

以色列和美国已经在舰船上连续安装定向能武器，世界上所有发达国家都在朝着这个方向发展。 海洋、陆地和空中定向能源系统不再令人惊讶。 很快，项目的数量就会变成质量。 对付成群的导弹和无人机，这是唯一适当的反应。

[Aviator_]

以色列和美国已经在船上大规模生产定向能武器，

它在哪里，连续剧？ 不要提供驱逐舰 Zamvolt。

[Maks1995]

树桩很明显正在开发一些东西。
以及第六代飞机和能源武器。

后者也有很多选择。 从伽马射线和 X 射线激光到致盲和微波。
时间会证明。

[伊兰那托]

预算面团的另一个削减。 我们已经玩够了 F-22，是时候发起一个新的“项目”了。
激光系统足够紧凑，可以装入战斗机（战斗机，卡尔！不是波音 747 - 战斗机！），但强大到足以击中高速机动目标（即使 1 秒也很难保持视线）。
为了保证至少击中战斗机（我不是在谈论轰炸机），相干辐射脉冲的输出（最终）功率必须与 23 毫米气枪弹丸的动能相当，在至少。 考虑到激光束的发散性，它被大气气体的部分吸收（为什么我们从侧面看到激光束？在太空中，这是不可能的），这只能通过非常强大的能源来确保。 由于激光泵浦过程中的部分能量将转移到装置本身，因此还需要强大的冷却系统。
而这一切都在一架小型飞机上？
“不，儿子，这太棒了……”

[维亚切斯拉夫·埃尔莫拉耶夫]

就是这样 亲俄军事观察组织在一篇关于 Su-57 的文章中保证在其上测试了电磁枪。

[维克多维克多]

Quote：Kotofeich

“光学激光辐射的角度发散” 光学 - 是的。 但可能还有其他类型的辐射。 （我不是专家）

物理课本在手，翻翻。 最好从定义开始。 从五年级开始。

[维克多维克多]

Quote：尼古拉耶维奇我

玛达……！ 所以，从第一杯你就不会明白……美国是在模仿轰轰烈烈的活动还是真的在“沸腾”！ 一方面，有很多钱和工程师，就像西伯利亚针叶林中的蚊子......为什么不让我们烦恼的新爬行动物（NGAD，New GAD......）玩得开心？ 另一方面，我们记得那些以 2 英里射程的“火炮”和 EM 枪的形式未能让我们幸福的“死亡投影仪”，再加上 XNUMX 束 X 射线战斗激光！

我们的科学家彼得·乌菲姆采夫（Peter Ufimtsev）用雷达隐身愚弄了美国人，他需要竖立一座纪念碑。 去他妈的这些白痴，投入数万亿美元，试图做一些便宜又容易的事情……还有轨道炮？ 这是愚蠢的第二次失败。 让他们在 100 公里处用铜螺栓射击，并尽量不要进入敌人的领土，而是特别是进入物体。 因为领土损失为零，螺栓没有电荷，并且在这样的距离进入坦克，没有将射弹瞄准目标的系统....因为HORIZON。 ……

[内策尔]

瞄准精度始终小于 1 毫弧度，因此需要近距离战斗。

[伊兰那托]

在“近距离战斗”中，传统的飞机炮比这些“爆破炮”更有效。

[维克多维克多]

引用：贝亚德

机上此类装置的目的可以精确地用于攻击导弹的防御功能，从短距离拦截导弹并在近距离战斗中使用它们来对抗敌方战斗机（而不仅仅是）

是的，打开你该死的大脑！ 什么更有效 - 用一束光，从一个移动的物体变成一个移动的物体，当瞄准必须保持很长时间，在燃烧之前，或者发射一把远程爆炸的小炮弹距离？ 是的，一个根本不思考，对真实一无所知的人，能磨出什么废话来？ 通过配备所有这些发电设备，飞机应该重多少？ 与此质量相等的弹药负载不仅会粉碎球拍，还会粉碎好堡垒。

[维克多维克多]

Quote：维亚切斯拉夫·埃尔莫拉耶夫

就是这样 亲俄军事观察组织在一篇关于 Su-57 的文章中保证在其上测试了电磁枪。

他们说，在莫斯科，挤牛奶，烤小猫馅饼。 他们被吃掉了，他们正在寻找。

[维克多维克多]

引用：贝亚德

有了足够动力的船上实际能量来源，一切都或多或少地清楚了（最近），这是在涡轮喷气发动机轴上使用过大扭矩，这不会影响牵引特性，但可以产生巨大的动力在船上

想想，同志，并感到羞耻。 你这是在说什么异端邪说。 铆钉在飞机上被舔舐，以讨价还价距离大自然几公里的速度。 你说多余的东西可以用这把轻型枪以几次射击的名义膨胀。 （他不会再及时了，他会被轻型和成人武装的对手所淹没）我已经看过足够多的，你知道的，用光线打架的卡通片。 如果发电机的负载出现，那么推力就会减小。 您是否听说过能量守恒定律，或者您是否在学校厕所抽过时间，抽过文件夹里的香烟？

[mihail3]

Gee-gee-gee-gee ...这就是高级军人根据五岁时阅读的漫画“建立生活”时发生的情况））已经是将军，但一切都像一个五岁的大脑，看着一张超人从他的眼睛里射出“激光束”的照片。
事实上，一切，绝对是目前可用的一切，都是定向能量的武器（上帝，如何停止笑？！））。 我会说更多！ 当 Pithecanthropus 用爪子拿起亲爱的祖父的棍棒，并用它在 cumpol 上敲击 Cro-Magnon 人时，他还使用了定向能量武器！ 动能！ 就像肥屁股的绿色贝雷帽一样，用M16倾泻一切，只有猿人用自己的力量转化为武器的动能，而贝雷帽则是用火药的能量转化为相同的动能！）
迄今为止，没有一种武器至少能满足“基于新物理原理”的最低要求。 由于我们所知道的所有物理原理都已经很古老了，而且我们能做到的，我们已经从它们中挤出来了。 你会看到，更正确地设置任务是值得的，并且解决方案会更现实。

[健八]

那里的一切都容易得多。 只是错过了这些是新的评论 用于武器 物理原理。 以前不是有利用洛伦兹力驱散弹丸的武器吗？ 没有。 这意味着该原理是新的，尽管这种力是一个世纪前发现的。

[阿比西尼亚语]

也许不是 AAC（阿拉斯加空军司令部），而是空战司令部（ACC）？

[Charikov]

1月1日，俄罗斯总统弗拉基米尔·普京向俄罗斯联邦议会致函，其中除了经济、国际和社会议题外，还谈到了国家国防能力和俄罗斯联邦新型类型的创造问题。涉及战略和高超音速武器，以及基于新物理原理的武器系统。 然而，他澄清说，仍然有这样有希望的发展，关于哪些方面的信息仍然是封闭的。 2018 年 18 月 25 日 XNUMX:XNUMX , -- what-where-when?是看不到新的物理原理在使用还是不引人注目？

[维克多维克多]

引用: Hitriy Zhuk

Quote：维克多维克多

光束是线性传播的，从这里每个人都可以计算出每10公里光斑的大小

2米？
5公里的米？
要么有不同的激光器（但它们都会“发散”），要么通常无法使用。

从头开始阅读。 这些不是有缺陷的激光器，这就是大气的工作原理。 这都是关于微观尺寸的水滴。 由于质量小，它们悬浮在空气中，湿度永远不会为零。 在光束的作用下，它们瞬间升温、爆炸、蒸发，为光束发散创造了帷幕和条件。

[亚历克斯]

除了大气，光束也在真空中发散。

理想情况下的发散角（均匀强度的相干平面波，直径为 D 的圆形输出孔径）由以下公式计算：φ = 1,22*λ/D。 以弧度为单位的角度。 实际上，这个公式有效的条件恰好与激光器输出端所做的一致：相干辐射、均匀的能量密度、圆孔径。

所以在太空中，同样的，并非一切都是简单而顺利的......

[闪烁]

近年来，美国工业在“定向能”武器领域取得了一些进展，但尚未创造出适合战术飞机全面使用的系统。

长期以来，他们在高超音速武器的制造方面处于领先地位。
还等什么？

[丧钟守望者]

他们对 LO 如此忙碌并不是没有原因的——在对抗不同轨迹上的高速和机动目标方面，没有其他选择。 一团打击元素仅在碰撞过程中有效，并且在预测这些相同碰撞过程的情况下，在追踪和沿着其他轨迹时，将需要一种具有比被拦截物体更大的速度和机动性的倍数的手段。 因此，加速、机动和考虑到检测时间的损失需要更大的可比质量。 因此，任何导弹武器对抗导弹武器都是一场经典的竞赛，重力和时间本身与防守方对抗。
如果我们谈论的是高速弹药，经典的加农炮方法仅在很短的时间内相关，当计数达到几分之一秒时。 即使在这种情况下，您仍然需要有时间计算一切，等等。 另一方面，激光有条件地“立即”作用，没有后坐力，它的精度（实际上）不依赖于重力，它不会在加速上浪费时间，也不需要变得更强大机动。

关于为 LO 提供能量，我不是专家，但 MHD 发生器似乎是为 LO 提供能量的一个非常有趣的解决方案，因为“隐形人”及其遥控器的所有力量大多是相当缓慢移动的飞机。 该设备比经典的涡轮发电机紧凑得多。

对于 LO 来说，特别长的距离是不值得的 - 它的任务是预算破坏小型和危险的物体，因为使用其他方式拦截和破坏这些物体是不合理的。 这些距离大约为 1-3 公里。 LO 本身可以通过舷外空气成功冷却（考虑到降低隐身本身排气温度的系统），这只会稍微增加直接期间的热能见度手术。 所以我看不出需求本身有什么离谱的——另一件事是攻击方抵制这种方法的问题并不像项目本身的实施那么复杂。

[伊兰那托]

他们对 LO 如此忙碌并不是没有原因的——在对抗不同轨迹上的高速和机动目标方面，没有其他选择。

有。 您可以使用超短距离的微波、无线电波（如在微波炉中）。 他们在苏联从事这项工作。

Quote：内尔·沃登哈特

关于为 LO 提供能量，我不是专家，但 MHD 发生器似乎是为 LO 提供能量的一个非常有趣的解决方案，因为“隐形人”及其遥控器的所有力量大多是相当缓慢移动的飞机。 该设备比经典的涡轮发电机紧凑得多。

MHD 发电机是实际生产的还是仍是实验设施？
据我了解，作为等离子 - 来自发动机的喷射？ 能量够吗？ 一台甚至两台涡轮喷气发动机可以产生多少动力？ 此外，在不影响牵引力的情况下，因为发动机射流中的分子在磁场中制动时会失去速度和能量。
好吧，近距离使用 LO 是一个马马虎虎的想法。 这样的 LO 运营商本身将非常脆弱。 例如，是什么阻止你使用神风敢死队无人机对付他，或者仅仅使用带有空对空导弹的攻击无人机？ 这样的交换将是极其无利可图的。

[伊兰那托]

Quote：维克多维克多

这都是关于微观尺寸的水滴。 由于质量小，它们悬浮在空气中，湿度永远不会为零。 在光束的作用下，它们瞬间升温、爆炸、蒸发，为光束发散创造了帷幕和条件。

嗯，不仅如此。 气体分子（氮、氧）会吸收辐射量子，被激发并产生二次辐射，这些辐射将向各个方向传播。 因此，从侧面（大气中）可以看到激光束。